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地球内部の層構造 PowerPoint PPT Presentation


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第 3 回. 地球内部の層構造. 地球の柱状図. 地球の層構造. 地震波速度分布にもとづくと: 地殻  Crust : ~10–70 km, 珪長質  acidic composition ( 上部地殻  Upper crust of continent) 苦鉄質  basic (mafic) composition ( 下部地殻  Lower crust of continent 及び 海洋地殻 Oceanic crust ) マントル  Mantle : ~2800 km, ultramafic composition

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地球内部の層構造

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Presentation Transcript


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第3回

地球内部の層構造


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地球の柱状図


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地球の層構造

地震波速度分布にもとづくと:

  • 地殻 Crust: ~10–70 km,

    珪長質 acidic composition (上部地殻 Upper crust of continent)

    苦鉄質 basic (mafic) composition (下部地殻 Lower crust

    of continent及び 海洋地殻 Oceanic crust )

  • マントル Mantle: ~2800 km, ultramafic composition

  • 外核 Outer core: ~2200 km, liquid iron (with light elements)

  • 内核 Inner core: ~1500 km, solid iron (with light elements?)


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Sir Harold Jeffreys, FRS[1] (22 April 1891 – 18 March 1989)

Jeffreys was born in Fatfield, Washington, County Durham, England.

Beno Gutenberg (1889–1960)

He joined the laboratory in 1930 and, at the same time, became a Professor of Geophysics at the California Institute of Technology.


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地球の層構造

Bullen, Keith Edward (1906 - 1976)

29 June 1906, Auckland, New Zealand

Bullen(1936)は地殻をA層、マントルをB層, C層, D層、外核をE層, F層、内核をG層に分け、速度分布、密度分布を求めた。

A層 地殻 Crust

--モホ面 Mohodiscontinuity--

B層 上部マントル Upper mantle

--410 km地震波不連続面--- 410km seismic discontinuity

C層 マントル遷移層 Mantle transition zone

--660 km地震波不連続面---660km seismic discontinuity

D層 下部マントル Lower mantle

--D”層 核マントル境界 Core-mantle boundary (CMB)

E層 外核 Outer core

--F層 内核境界 Inner core boundary (ICB)

G層 内核 Inner core


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A 層~G層

A B C

D

A層 地殻 Crust

--モホ面 Mohodiscontinuity--

B層 上部マントル Upper mantle

--410 km地震波不連続面---

410km seismic discontinuity

C層 マントル遷移層 

Mantle transition zone

--660 km地震波不連続面---

660km seismic discontinuity

D層 下部マントル Lower mantle

D”層 核マントル境界 

--Core-mantle boundary (CMB)

E層 外核 Outer core

F層 内核境界 

--Inner core boundary (ICB)

G層 内核 Inner core

D”

E

F

G


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化学組成による層構造  力学的性質による層構造

地殻

リソスフイア

モホロビチッチ不連続面

アセノスフィア

上部マントル

410 km地震波不連続面

マントル遷移層

660km地震波不連続面

下部マントル


Composition of the earth

地球の化学組成・鉱物組成Composition of the Earth

地震学的研究によると密度は:Seismology tells us about the densityof rocks:

  • 地殻 Crust

      大陸地殻 Continental crust: ~2.8 g/cm3

      海洋地殻 Oceanic crust: ~3.2 g/cm3

  • リソスフィア Lithosphere: Crust + Uppermost crust

  • アセノスフィア Asthenosphere: ~3.3 g/cm3


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珪酸塩の例:オリビン(かんらん石)

マントルを構成する岩石はかんらん岩

(peridotite, かんらん石・輝石を主成分とする)

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Garnet peridotite xenolith from the bulfontein floors kimberley south africa

キンバライトマグマ中に見られるカンラン岩(Garnet Peridotite Xenolith from the Bulfontein Floors, Kimberley, South Africa)

カンラン石: 暗緑色

(ペリドート)

斜方輝石: 薄い緑色

ザクロ石: 赤い鉱物

(ガーネット)

単斜輝石:鮮やかな緑色

ダイヤモンド、、、、

Photo courtesy of F. R. (Joe) Boyd

and Steve Richardson


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地球の断面図の概念図

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棒磁石の磁場

核の形成・進化(内核の発生・成長): 地球の熱史・温度

地球磁場の生成、生命の発生と進化

N

S

コアダイナモ

地球と惑星磁場生成と起源


Seismograph record of p pp s and surface waves p pp s

Seismograph Record of P, PP, S, and Surface Waves地震計の記録:P, PP, S, 表面波


P and s wave pathways through earth ray path

P-and S-wave Pathways Through Earth地球内部のP波とS波の波線(Ray path)

Fig. 19.3


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核の影 P波

P-wave Shadow Zone

Fig. 19.2a


S wave shadow zone

S-wave Shadow Zone

核の影: S波

Fig. 19.2b


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内核の発見(1936)

Dr. Inge Lehmann (1888-1993), 内核の発見者  Born in Denmark in 1888

The existence of an inner core distinct from the liquid outer core was discovered in 1936 by seismologist Inge Lehmann[3] using observations of earthquake-generated seismic waves that partly reflect from its boundary and can be detected by sensitive seismographs on the Earth's surface.


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地震波の反射と屈折

Snell(スネル)の法則

入射波

屈折波

反射波

P波

P波、SV波

P波、SV波

SH波

SH波

SH波

SV波

P波、SV波

P波、SV波


Maximum amplitude of ground shaking determines richter magnitude

地震の大きさ:マグニチュードMaximum Amplitude of Ground Shaking Determines リヒタースケールRichter Magnitude

Charles Francis Richter (/ˈrɪktər/; 1900–1985), was an Americanseismologist and physicist.

California Institute of Technology

最大振幅(ミクロン)の常用対数

1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍

2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍

at d= 100 km

A mm


Richter magnitude versus energy

Richter Magnitude Versus Energy

最大振幅(ミクロン)の常用対数

1増えると振幅が10倍、エネルギーは31.62倍

2増えると振幅は100倍、エネルギーは1000倍

b値 0.9~1.0

地域により異なる

地震の数 n :グーテンベルグ・リヒターの関係式 log n = a - bM


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実験室における音速(地震波)測定

超硬アンビル

超音波振動子(トランスジューサー)

圧電素子(Piezo- electric effect)


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プレートテクトニクス

Mosaic of Earth’s Plates

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Peter W. Sloss, NOAA-NESDIS-NGDC


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世界の震源分布

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World seismicity 1963 2000

World Seismicity, 1963–2000

Fig. 18.14


Upper mantle convection as a possible mechanism for plate tectonics

Upper Mantle Convection as a Possible Mechanism for Plate Tectonics

ここまで 2010/11/1

Fig. 19.8


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プレート運動の相対速度(スピードと方向)

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